新人教版必修3第九章靜電場及其應(yīng)用1.電荷

新人教版必修三第九章靜電場及其應(yīng)用第1節(jié)電荷問題引入：

摩擦可以使物體帶電。摩擦過的琥珀能夠吸引羽毛。為什么有的物體容易帶電，而有的物體很難帶電呢？電荷的提出

公元前600年希臘學(xué)者泰勒斯發(fā)現(xiàn)了摩擦過的琥珀吸引輕小物體的現(xiàn)象。公元1世紀(jì)，我國學(xué)者王充在《論衡》一書中寫下了“頓牟掇芥”。電荷的提出

16世紀(jì)英國科學(xué)家吉爾伯特創(chuàng)造了英語中的“electricity”（電）這個(gè)詞，認(rèn)為摩擦過的琥珀帶有電荷。美國科學(xué)家富蘭克林通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，雷電的性質(zhì)與摩擦產(chǎn)生的電的性質(zhì)完全相同，并命名了并命名了正電荷（positivecharge）和負(fù)電荷（negativecharge）。1.自然界中有兩種電荷（1）正電荷：絲綢摩擦過的玻璃棒所帶的電荷（2）負(fù)電荷：毛皮摩擦過的橡膠棒所帶的電荷一、電荷2.電荷間的相互作用：a、同種電荷相互排斥b、異種電荷相互吸引3.電荷量：(1)電荷的多少叫電荷量,用Q或q表示；國際單位制中，單位是庫侖，符號：C(2)正電荷的電荷量為正值，負(fù)電荷的電荷量為負(fù)值。正負(fù)不代表大小

例題(多選)掛在絕緣細(xì)線下的兩輕質(zhì)通草球，由于電荷的相互作用靠近或遠(yuǎn)離（）A甲圖中兩球一定帶異種電荷；B甲圖中至少有一個(gè)帶電；C乙圖中兩球一定帶同種電荷；D乙圖中兩球可能只有一個(gè)帶電。BC二、物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)1.原子的組成

原子原子核核外電子質(zhì)子中子（正電）（不帶電）（中性）（負(fù)電）（正電）◆原子核比較穩(wěn)定，為什么？質(zhì)子和中子之間有強(qiáng)相互作用◆核外電子呢？

離原子核較遠(yuǎn)的電子容易受到外界的作用而脫離原子。2.金屬的微觀結(jié)構(gòu)1.金屬中原子的外層電子往往會(huì)脫離原子核的束縛而在金屬中自由運(yùn)動(dòng)，這種電子叫作自由電子;2.失去自由電子的原子便成為帶正電的離子（ion），它們在金屬內(nèi)部排列起來，每個(gè)正離子都在自己的平衡位置附近振動(dòng)而不移動(dòng)，3.導(dǎo)體中存在大量的自由電子（如:金屬、地球、人等）;絕緣體中幾乎不存在自由移動(dòng)的電荷。（橡膠、塑料等）三.物體帶電方法Ⅰ、摩擦起電(原因)

不同物體對電子的束縛能力不同。摩擦過程中，（對電子的束縛能力強(qiáng)的）物體得到電子帶負(fù)電，（對電子的束縛能力弱的）物體失去電子帶正電。毛皮橡膠棒實(shí)質(zhì)：電子的轉(zhuǎn)移得到電子----帶負(fù)電失去電子----帶正電結(jié)果：兩個(gè)相互摩擦的物體帶上了等量異種電荷––––––––––––+–––––––––++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++–––––––––––+–––––––––摩擦起電演示圖：感受靜電感應(yīng)Ⅱ、感應(yīng)起電實(shí)驗(yàn):取一對用絕緣柱支持的導(dǎo)體A和B，使它們彼此接觸。起初它們不帶電，貼在下部的金屬箔是閉合的。利用上面介紹的金屬結(jié)構(gòu)的模型，解釋看到的現(xiàn)象。

(1)把帶正電的球C移近導(dǎo)體A金屬箔有什么變化？

(2)先把A和B分開，然后移去C，金屬箔又有什么變化？

(3)再讓A和B接觸，又會(huì)看到什么現(xiàn)象？C移近導(dǎo)體A，兩側(cè)金屬箔片都張開；金屬箔片仍張開，但張角變?。籄、B接觸，金屬箔片都閉合.

當(dāng)一個(gè)帶電體靠近導(dǎo)體時(shí)，由于電荷間相互吸引或排斥，導(dǎo)體中的自由電荷便會(huì)趨向或遠(yuǎn)離帶電體，使導(dǎo)體靠近帶電體的一端帶異號電荷，遠(yuǎn)離帶電體的一端帶同號電荷。這種現(xiàn)象叫做靜電感應(yīng)。利用靜電感應(yīng)使金屬導(dǎo)體帶電的過程叫做感應(yīng)起電（electrificationbyinduction）。想一想：產(chǎn)生新的電荷了嗎？感應(yīng)起電有什么特點(diǎn)?

并沒有產(chǎn)生新的電荷，而是在帶電體的作用下，導(dǎo)體上正、負(fù)電荷發(fā)生了分離，使電荷從導(dǎo)體的一部分轉(zhuǎn)移到了另一部分規(guī)律：近端感應(yīng)異種電荷，遠(yuǎn)端感應(yīng)同種電荷【例1】如圖所示，左邊是一個(gè)原先不帶電的導(dǎo)體，右邊C是后來靠近導(dǎo)體的帶正電的金屬球。若用絕緣工具沿圖示某條虛線將導(dǎo)體切開，將導(dǎo)體分為A、B兩部分，這兩部分所帶電荷量的數(shù)值分別為QA、QB，則下列結(jié)論正確的有()A．沿虛線d切開，A帶負(fù)電，B帶正電，且QB>QAB．只有沿虛線b切開，才有A帶正電，B帶負(fù)電，且QB＝QAC．沿虛線a切開，A帶正電，B帶負(fù)電，且QB>QAD．沿任意一條虛線切開，都有A帶正電，B帶負(fù)電，且QB＝QA，而QA、QB的值與所切的位置有關(guān)

分析感應(yīng)起電問題時(shí)的三點(diǎn)提醒(1)明確帶電體與感應(yīng)起電的導(dǎo)體。(2)弄清楚導(dǎo)體靠近帶電體的一端和遠(yuǎn)離帶電體的另一端，近端感應(yīng)出異種電荷，遠(yuǎn)端感應(yīng)出同種電荷。(3)注意拿走物體的順序，若保持帶電體不動(dòng)，先分開導(dǎo)體的靠近端和遠(yuǎn)離端，再移走帶電體，則靠近端帶異種電荷，遠(yuǎn)離端帶同種電荷。若先移走帶電體，則導(dǎo)體上的電荷會(huì)立即中和，不再帶電。1．如圖所示，在感應(yīng)起電現(xiàn)象中，帶負(fù)電物體靠近帶絕緣底座的導(dǎo)體N處時(shí)，M處將()

A．帶正電

B．帶負(fù)電

C．不帶電

D．以上答案均有可能驗(yàn)電器（靜電計(jì)）作用：①檢驗(yàn)物體是否帶電,

②粗略判斷物體帶電的多少原理：同種電荷互相排斥結(jié)構(gòu)：金屬球、金屬桿、金屬箔等實(shí)驗(yàn)：++++想一想：是產(chǎn)生新的電荷了嗎？接觸起電有什么特點(diǎn)?

并沒有產(chǎn)生新的電荷，而是電荷從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到了另一物體圖3

是當(dāng)帶電體靠近但不接觸導(dǎo)體棒的上端時(shí),觀察發(fā)現(xiàn)金屬箔片也會(huì)張開，為什么？++++----Ⅲ、接觸起電接觸起電：帶電物體接觸另一個(gè)物體，電荷會(huì)轉(zhuǎn)移到這個(gè)物體上，使這個(gè)物體帶電。不接觸驗(yàn)電器，能使驗(yàn)電器帶電嗎？

解釋：帶正電荷的物體靠近金屬球時(shí)，導(dǎo)體中的自由電子就被吸引過來，球上出現(xiàn)負(fù)電荷，驗(yàn)電器金屬箔上則帶有正電荷，使金屬箔張開。

帶負(fù)電的物體靠近原先帶負(fù)電的驗(yàn)電器，金屬箔張角如何變化？若驗(yàn)電器帶正電呢？電荷分配完全相同的帶電金屬球接觸時(shí)電荷量的分配接觸后再分開+Q+Q接觸后再分開+Q-3Q-Q-Q

Ｑ

Ｑ三種起電方式的比較起電方式摩擦起電感應(yīng)起電接觸起電產(chǎn)生條件一般是兩不同絕緣體摩擦?xí)r導(dǎo)體靠近帶電體時(shí)導(dǎo)體與帶電導(dǎo)體接觸時(shí)現(xiàn)象兩物體帶上等量異種電荷導(dǎo)體兩端出現(xiàn)等量異種電荷，且電性與原帶電體“近異遠(yuǎn)同”導(dǎo)體上帶上與帶電體相同電性的電荷原因原子核對電子束縛力弱的物體失去電子，強(qiáng)的得到電子導(dǎo)體中的自由電子在電荷間力的作用下，從物體的一端轉(zhuǎn)移到另一端在電荷間力的作用下，自由電子從一物體轉(zhuǎn)移到另一物體實(shí)質(zhì)均為電子在物體之間或物體內(nèi)部的轉(zhuǎn)移四.電荷守恒定律無論是哪種起電方式,其本質(zhì)都是將正、負(fù)電荷分開,使電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，并不是創(chuàng)造了電荷.

電荷既不能創(chuàng)造,也不能消滅,它只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體,或從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分,在轉(zhuǎn)移的過程中，系統(tǒng)的電荷總數(shù)保持不變-------電荷守恒定律

一個(gè)與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)，電荷的代數(shù)和總是保持不變。++++【例2】甲、乙兩個(gè)原來不帶電荷的物體相互摩擦(沒有第三者參與)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)甲物體帶了1.6×10－15C的電荷量(正電荷)，下列說法正確的是()A．乙物體也帶了1.6×10－15C的正電荷B．甲物體失去了104個(gè)電子C．乙物體失去了104個(gè)電子D．甲、乙兩物體共失去了2×104個(gè)電子2．(多選)原來甲、乙、丙三物體都不帶電，今使甲、乙兩物體相互摩擦后，乙物體再與丙物體接觸，最后，得知甲物體帶正電1.6×10－15C，丙物體帶電8×10－16C。則對于最后乙、丙兩物體的帶電情況，下列說法正確的是()A．乙物體一定帶有負(fù)電荷8×10－16CB．乙物體可能帶有負(fù)電荷2.4×10－15CC．丙物體一定帶有正電荷8×10－16CD．丙物體一定帶有負(fù)電荷8×10－16C五.元電荷（1）元電荷：最小的電荷量它的數(shù)值最早是由美國科學(xué)家密立根測定的一個(gè)電子或質(zhì)子所帶電量絕對值等于元電荷所有帶電體的電荷量或者等于e，或者是e的整數(shù)倍。故電荷量不能連續(xù)變化。（2）比荷：電荷量與質(zhì)量的比值叫做比荷

美國物理學(xué)家密立根(R.A.Millikan)從1909到1917年所做的測量微小油滴上所帶電荷的工作，即所謂油滴實(shí)驗(yàn)，在全世界久負(fù)盛名，堪稱實(shí)驗(yàn)物理的典范。他精確地測定了電子電荷的值，直接證實(shí)了電荷的不連續(xù)性，所以說，密立根油滴實(shí)驗(yàn)在物理學(xué)發(fā)展史上具有重要的意義。密立根由于測定了電子電荷和借助光電效應(yīng)測量出普朗克常數(shù)等數(shù)項(xiàng)成就，榮獲1923年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

判斷：2.自然界中存在正電荷、負(fù)電荷和元電荷。1.